双相不锈钢的火工工艺研究

以30 000t不锈钢化学品船为研究对象,对2205双相不锈钢材料火工进行了理论分析,在双相不锈焊接试样的火工试验中,对火工试样进行铁素体含量、硬度测量和点腐蚀含量的测试,试验结果均在要求范围内,从而得出在双相不锈钢2205上进行火工矫正局部变形是可行的。同时,也给出了相关的施工工艺和要领。     

双相不锈钢热处理变形矫正工艺预研

对于2205双相不锈钢焊接后产生的变形，船东一般要求不能通过火工的方法予以矫正；而双相不锈钢在焊接过程中很难控制其变形，双相钢拼板焊接后产生的变形一般用油泵顶或加强筋拉等方法加以矫正，过程复杂。通过介绍沪东中华造船（集团）有限公司在双相不锈钢上应用热处理工艺进行变形矫正的一些分析与试验，提出矫正作业关键控制要点，为相关建造领域中的变形矫正提供预先理论性研究支撑。     

船体梁结构低应力无变形焊接技术研究方法概述

低应力无变形焊接技术是一种降低焊接变形和残余应力的新技术,具有高效、灵活、效果明显等优点,有望能得到广泛应用.综述了近年来低应力无变形焊接技术的研究现状,并对国内外的研究成果进行了简要的介绍在此基础上,对基于低应力无变形焊接技术的焊接变形和残余应力控制研究的发展进行了展望,并以T型梁为例进行无变形焊接模拟研究.     

SAF2205双相不锈钢的焊接技术

双相不锈钢是一种实际应用历史不长,但却具有广阔发展前景的新型耐蚀材料.本文简要介绍了双相不锈钢的基本知识、实践应用、可焊性以及焊接工艺等.通过对SAF2205级别Sandvik双相不锈钢进行不同的焊接试验,以及焊后机械性能和腐蚀性能的试验以及焊缝和热影响区金相组织成分的定性定量分析,得出了焊接SAF2205级别Sandvik双相不锈钢合理的焊接方法、接头形式、焊接参数、填充金属和保护气体,总结出只要注意选择双相不锈钢的焊接参数,采取合适的焊接工艺就能获得合格的焊接接头的结论.这些对今后的工程实际具有指导意义.     

船用双相不锈钢焊接结构疲劳性能研究

文章对船用双相不锈钢焊接结构的焊缝、影响区和母材在不同应力比下分别进行了疲劳裂纹扩展实验,同时利用有限元分析软件进行了数值模拟,得到了裂纹扩展速率da/dN与应力强度因子ΔK的关系曲线。研究结果表明:船用双相不锈钢焊接结构中焊缝裂纹扩展速率最低,抗疲劳裂纹扩展能力最高;母材疲劳裂纹扩展速率最高,抗疲劳裂纹扩展能力最差;焊缝对应力变化的灵敏度最高,热影响区次之,母材最弱;通过实验与模拟对比分析,表明数值模拟对船用双相不锈钢疲劳裂纹扩展速率定量分析是正确的且方法可行。     

S316LN与2205间的异种不锈钢焊接工艺研究及应用

在"波维特"LPG船修理中,由于应力及化学腐蚀,导致不锈钢舱体出现裂纹,需要换新和修理。而舱体采用S316LN奥氏体不锈钢,国内暂无此类材料供货。船东为了缩短修理周期,要求采用各项性能优于S316LN的双相2205不锈钢进行换新修理。在异种不锈钢焊接中,为了防止出现裂纹或力学性能不能满足要求的情况,故主要从耐蚀性、焊接性及焊材、焊接工艺方面对S316LN奥氏体不锈钢与2205双相不锈钢进行试验分析。在实船应用中,焊缝的UT和MT检测合格率达到了100%,取得较好效果,为今后船舶建造、修理及改装积累了经验。     

T形焊接接头残余应力与变形的三维数值模拟

焊接残余应力和变形是个长期困扰船舶行业的难题。本文介绍了预测焊接残余应力和变形的基本数值理论,用MSC.Marc有限元分析软件对T形接头的焊接过程进行了实时三维数值模拟,并对焊接温度场、残余应力分布以及角变形计算结果进行了分析说明。     

T型材角接焊的变形和残余应力分析

T型材焊接不仅常用于现代造船工程中,而且在近海平台和桥梁建造中也得到广泛应用.焊接过程中,高温移动热源及之后的快速冷却,使得在焊缝及其附近区域产生了残留的拉应力,由此产生焊接变形和残余应力.焊接变形和残余应力的存在,将影响钢结构的建造质量及疲劳强度.为预测焊接变形,基于ANSYS有限元软件应用于对T 型材焊接过程进行模拟,求解残余变形和残余应力分布情况,以及边界约束条件对它们的影响.通过分析可得出,焊缝上的各点在焊接过程中,加热时受压应力,冷却时受拉应力.在热影响区内,沿焊缝方向多为拉应力,垂直焊缝方向多为压应力,也符合纵向应力比横向应力大的特点.     

不同约束条件下T型板残余应力及极限强度研究

利用ANSYS Workbench软件通过热-固耦合的方法对T型板结构的焊接过程进行模拟,获得不同应力边界条件下焊接残余应力及变形;然后将残余应力和变形分别添加到力学模型中,同时施加位移载荷研究具有焊接初始缺陷的T型板结构压缩极限强度.结果表明:在焊缝及热影响区存在着较大的拉伸应力,T型面板呈现角变形状态;在分别添加焊接残余应力和变形情况下,T型板极限强度都有下降,焊接残余应力对T型板极限强度的影响较焊接变形影响大.     

提高S31803双相不锈钢管线焊接质量

双相不锈钢被广泛应用于石油化工设备、海水与废水处理设备、输油输气管线等工业领域。其中,在石油化工设备领域,双相不锈钢主要用于海上石油平台的工艺管线。在双相不锈钢管线焊接过程中,通过采用合理有效的焊接工艺与质量控制措施能够提高焊缝合格率,在确保了焊缝质量达到项目质量目标的同时,既加快了项目施工进度,又节约了项目施工成本,带来社会经济效益。焊缝合格率的提高,不仅减少了焊缝返修,还间接地提高了焊缝的性能,使得焊缝在运行中有了更好的保障。文章通过海上平台双相不锈钢工艺管线的安装工程,介绍了如何提高双相不锈钢管线的焊接质量。     

2205双相不锈钢焊接工艺及耐腐蚀性能分析

采用不同焊接工艺对2205双相不锈钢进行焊接,分析不同焊接工艺对焊接接头力学性能、微观组织及耐腐蚀性能的影响。结果显示:在晶粒无明显长大时,焊缝及热影响区冲击韧性随奥氏体质量分数的增加而升高;采用熔化极气体保护焊(Gas Metal Arc Welding,GMAW)时,保护气体中加入N2可有效提高焊接接头各区域奥氏体质量分数,从而提高焊接接头力学性能及耐腐蚀性能;2205双相不锈钢母材及焊缝腐蚀速率均明显随腐蚀液质量分数的升高而增加。优化双相不锈钢焊接工艺参数,保证其焊接接头具有良好的综合性能,对于该类材料构件及产品的制造、推广及使用意义重大。     

双相不锈钢在化学品船建造中的应用

介绍了化学品船建造中首次采用双相不锈钢中防止板材损伤和污染,以及焊接以后不锈钢表面处理的技术措施,保证装焊的合格率在98%以上,达到较高的质量标准。     

基于强化散热的焊后冷源宽度对焊接残余应力的影响

鉴于冷源长度方向尺寸对焊趾位置残余应力峰值的影响不大，本文着重分析冷源宽度方向尺寸对焊后残余应力的影响。本文利用干冰作为焊后冷源介质跟随焊枪同步运动，基于热弹塑性有限元方法，对AH36高强钢薄板随焊激冷的焊接方法进行了模拟。分析了冷源相对于焊缝的宽窄关系对随焊激冷控制残余应力的影响，从而可以对干冰的喷嘴形状设计进行指导，以优化焊后冷源控制应力应变的效果，推进“低应力无变形”焊接技术在船舶领域的发展与应用。结果表明，在焊后施加冷源可以达到降低低应力无变形的效果。其中，在所施加焊后冷源宽度较焊缝宽的情况下，较其他两种宽度冷源控制应力与变形的效果更佳，板中心纵向残余应力可由常规焊的484Mpa减少到375Mpa，减少了109Mpa。     

双相不锈钢在化学品船建造中的应用

文章介绍了化学品船建造中首次采用双相不锈钢中防止板材损伤和防止板材污染,以及焊接以后不锈钢表面处理的技术措施,保证了装焊的合格率达到98%以上,达到较高的质量标准,受到船东好评。     

自升式平台桩腿焊接变形和应力控制技术研究

自升式平台的桩腿由多段大厚度高强钢圆筒拼接而成,需要大量的多层多道焊工艺,导致复杂的焊接变形与残余应力,是桩腿加工精度和安全性检验中需要格外关注的问题。焊接变形、应力与焊接工艺参数和工艺措施有关,因此本文选取了四项对焊接变形、应力有重要影响的工艺参数：预热温度,保温缓冷措施,焊接速度和约束条件,通过热弹塑性有限元计算,分析这四项工艺参数对圆筒圆度、应力极值的影响,并基于对焊接变形与应力的综合控制,提出了工艺优化建议。     

基于焊接应力场的高强钢疲劳寿命研究

运用 ANSYS APDL 语言编程,对船用高强钢 T 型试件的焊接过程进行了模拟,得到了其焊接残余应力场的分布规律。以预应力的方式将其应力场施加到结构的疲劳寿命计算过程中,得到了结构在焊接残余应力影响下的疲劳寿命。并通过与实验数据进行对比,较为直观地反映焊接残余应力对疲劳寿命的影响。     

超声冲击消除高强钢焊接残余应力的数值模拟研究

焊接残余应力会对结构的力学特性带来不利的影响,而超声冲击能较有效地消除大型焊接结构残余拉应力,起到大幅增加结构疲劳强度的作用。该文首先采用热弹塑性方法对超声冲击前的高强钢平板焊接残余应力进行分析,然后采用瞬态动力学方法对焊接残余应力的超声冲击消除进行三维仿真研究,最后对超声冲击前后残余应力的数值计算结果与试验结果进行对比分析研究。由分析结果可知:超声冲击前高强钢平板焊缝附近存在较大的残余拉应力,呈双峰分布;超声冲击后较大的残余拉应力转化为残余压应力;数值模拟结果与试验结果相一致。并且,平板厚度方向的应力经过超声冲击后表现为应力的均匀化。文中研究结果可为高强钢大型焊接结构超声冲击消除残余应力进行合理评估和后续进行相关力学特性研究提供理论基础和技术支撑。     

锥柱结构焊接残余应力及超声冲击消除的研究

随着高强钢潜艇锥柱结构的广泛应用,影响结构性能的焊接残余应力的测量和残余应力消除的技术备受关注。采用X射线衍射技术对高强钢潜艇锥柱结构内外壳的轴向焊接残余应力进行无损检测。内壳轴向残余应力的分布在焊缝两侧呈双峰形态,均为拉应力,而后随着与焊缝距离的增加,残余应力快速降低;而外壳轴向残余应力在锥端焊趾部分达到最大残余压应力值。还进行了超声冲击消除焊接残余应力前后的对比试验。试验结果表明,超声冲击处理对降低焊缝及近焊缝区的残余应力有很大的益处,残余拉应力经冲击处理后转变为对疲劳强度有利的较大幅值的压应力。     

2205双相不锈钢SAW焊接热裂纹消除

在2205双相不锈钢设备埋弧焊(Submerged Arc Welding, SAW)焊接过程中,焊缝中心位置产生纵向开裂,经分析裂纹为因焊缝宽深比过大而形成的热裂纹。使用新焊接工艺焊接试板和工件,并经相关检测发现,通过改善焊接工艺参数改变焊缝表面轮廓,有助于消除焊缝中心纵向热裂纹。